パラレルメカニズム形工作機械のための工程設計支援技術に関する研究－サーボモータ負荷と振動特性の評価

摘要

近年開発されたパラレルメカニズム形工作機械は，工具の位置·姿勢6 自由度を制御することが可能であり，また高速·高加減速での工具送りを比較的容易に実現できるため，高能率で高精度なボールエンドミル加工を達成するためのブレイクスルーとして非常に有力な選択肢である．しかしながら実際には，工具の位置·姿勢によって，主軸を支える6 本のストラットの長さおよびそれらに加わる外力が異なり，可動範囲内であっても特性が大きく異なる．また，工具の位置·姿勢が機構特有の座標系上で制御されているため，実際に加工を行う直交座標系で生成された工具経路において，サーボモータに予期せぬ急激な加減速動作を引き起こす可能性がある．従って，従来のシリアルメカニズムとは異なり，複雑な機構を持つパラレルメカニズム形工作機械を有効に活用するためには，加工機の特性に合わせた工程設計を行う支援技術を確立する必要がある．そこで本研究では，パラレルメカニズム形工作機械のための工程設計を支援して，加工機テーブル上での被削材の設置場所，工具送り方向を最適化し，最も加工機に負担の小さい加工動作を決定する手法を確立するために，様々な工具の位置·姿勢におけるサーボモータ負荷と振動特性の評価を試みた．